JPH0394888A - 水殺菌浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、鑑賞魚用水槽の水や魚の養殖用水，風呂水，
プール用水などの水を殺菌浄化する家庭用もしくは業務
用水殺菌浄化装置に関するものである． 従来の技術 例えば、鑑賞魚用水槽水の場合、水槽の中の水は魚の代
謝作用と食べ残しの餌の分解と排泄物が原因でアンモニ
アや汚れの発生と細菌の繁殖および遊離塩素の問題があ
った。さらに、アンモニアなどの室素化合物が分解する
過程で出来る亜硝酸や硝酸などが大きな問題であった。

発明が解決しようとする課題 このアンモニアの発生や細菌の繁殖のため、魚は、えら
に損傷をきたし、それが魚の酸素取入れ能力の低下原因
になったり、また、えらの表面に細菌が浸入しやすくな
り魚が病気にかかりやすくなっていた．また、水中の遊
離塩素は、非常に酸化力が強く、亜硝酸は有毒で、共に
魚に対して非常に有害な作用をする物質であった．さら
に、硝酸が増加すると水のＰＨが低下し、魚やアンモニ
アなどを分解する微生物に悪い影響を与えていた．これ
らの課題を一部解決しようとしたものとして、水槽の水
の循環流路に濾過材と鉱物質からなる硝化モジュル．脱
窒モジュルと紫外線ランプを配置した水殺菌浄化装置が
提案されている．しかし、この提案は、水槽の水の中に
発生したアンモニア．細菌さらに水中の遊離塩素などが
除去できるが、アンモニアなどの窒素化合物が分解する
過程で出来る亜硝酸や硝酸は除去しにくい欠点があった
．一つぎに、水槽の水の循環疏路に鉱物質からなる水の
浄化モジュルを配置し、浄化モジュルの前故に噴流装置
もしくは気泡発生装置を設けて空気を浄化モジュルに供
給する水浄化装置も提案されている．この１２案は、浄
化モジエルに酸素を供給することによって、」二連のア
ンモニアなどの窒素化合物が分解する過程で出来る亜硝
酸を酸化して硝酸にしやすくしているが、完全に亜硼酸
や硝酸を除大できず、さらに水槽の水の中の′ｔｉ離塩
素や細菌なども除去できなかった． 本発明は，、かかる従来のｉｌｆｆｌを解消するもので
、水槽の水の中に発生するアンモニアや汚れの除去はも
とより，。繁殖した細菌を殺菌し、水中の遊離塩素や亜
硝酸などのイｌ害物質および硝酸も完全に除去して、常
にきれいな水を提供′４ることにより、水槽の水を入れ
換えることなしに長期聞魚を飼育することができること
を目的とする． 課題を解決するためのｆ段 上記課題を解決するために本発明の水殺菌浄化装置は、
６水槽外部の水の強制循環流路に鉱物質からなる水の浄
化モジュルとして、脱窒モジュルを前流に、硝化モジェ
ルを中流に配置し、さらに紫外線ランプを後流に設け、
前記の硝化モジュルの前流に気泡発生装置もしくは噴流
装置によって酸素を供給する構成とした。

作用 本発明は、上記した構成によって、まず魚の排泄物や食
へ残しの餌などから発生ずるアンセニアは、気泡発生装
置もしくは噴流装置により酸素ガスが常に供給される中
流に配置された硝化モジュルの中の鉱物質の表面に膜状
に付着した好気性微生物群により、酸素の多い雲囲気で
効率的に硝酸塩に酸化され、この硝酸塩は水槽に入って
、水槽の中の酸素の少ない有機物を含んだ水とともに脱
窒モジュルに入り、中の鉱物質の表面に付着した嫌気性
微生物群と有機物によって前述の硝酸塩を窒素と水に分
解してしまう。さらに紫外線ランプで繁殖した細菌を殺
菌し、水中の遊離塩素も除去してしまうので常にきれい
な水が得られる．実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
．第１図は、本発明の水殺菌浄化装置を鑑賞魚用水槽に
応用した実施例である。水殺菌浄化装置ｌは、水槽２の
水の強制循環流路３８．３ｂの間に配置した．水槽２に
は、底部にテーバをつけ底部の中央に魚の排泄物や食べ
残しの餌などが集まるようになっている．この底部中央
にたまった有機物を含んだ汚い水と前記の硝酸塩は、流
入口４より水流路（往路）３ａを経由し、ボンブ５で鉱
１１Ｊ′Ｉｔ６が充填してある脱窒モジュル７に入る．
脱窒モジュル７には、前記の通り水槽の底部に集まった
魚の排泄物や食べ残しの餌などの有機物から出来るアン
モニアと硝酸塩を含んだ溶存酸素の少ない水が入るので
、中に充填してある鉱物質６の表面に付着している嫌気
性微生物群が活発に働き、硝酸塩は前記の有ｉ物から水
素を供与されて次式により、完全に窒素と水に分解され
る。

Ｎ　Ｏｓ　＋　Ａ　Ｈ−＋Ｈ　！Ｏ　＋　Ｎｘ　　　　
　　■次に、前述の有機物から出来たアンモニアを含ん
だ水は鉱物質６が充填してあるｍｌ化モジェル８に入り
、鉱物質６の表面に付着している好気性微生物群によっ
て酸化分解され次式により硝酸塩になる． ？ＨＪ　　＋　　１．５０ｇ　　−→ ＮＯｘ＋−Ｈオ０＋２Ｈ　　　■ ＮＯ■　＋　０．５０ｇ　　−→Ｎ　Ｏｚ　　　　　　
　　■一方、硝化モジュル８の人口には噴流装置９が設
置されており、流通管１０を経山して空気がエゼクター
効果により吸いこまれ酸素を含んだ気泡が発生する．こ
の酸素と好気性微生物群によってアンモニアは完全に硝
酸塩に分解することができる。

さらに、殺菌装置１１の中の紫外線ランブ１２で繁殖し
た細菌を殺菌し、水中の遊離塩素も次式で除去すること
ができる。

ｈｖ ＨＯＣＩ　　−一→　Ｈｃｌ＋−０　　　　　　　　　
　■このように、水槽の中に発生した有機物やアンモニ
アは噴流装置９により酸素の供給された硝化モジュル８
で硝酸塩に分解され、この硝酸塩は酸素の少ない脱窒モ
ジュル７で有機物から水素を供給されて窒素と水に分解
されてしまう．また、原水の中に含まれている遊離塩素
や水槽の中に発生した細菌は紫外線ランブ１２で除去さ
れるので、常にきれいな水になり、水流路（復路）３ｂ
を経由して水槽２に戻る． 一方、前述の噴流装置９のエゼクター効果によリ吸いこ
まれる酸素の量を■■の式のアンモニアの酸化分解に必
要な量より多くすれば、酸素を多く含んだ水が水槽に戻
るので、従来の水槽のように敗気管を入れて空気ポンプ
で常にエアレーションをしなくてもよくなる． さらに、前述の鉱物ｔ６は、ゼオライト５　ドロマイト
．カオリナイト，ベントナイト．ＰＩｌ石９石灰石，マ
グネサイト３マグネシア，ケイ酸マグネシウム．ケイソ
ウ土，貝からなどであり、袋などの容器に充填して使用
する．本発明の１実施例では、この鉱物質６には高炉水
砕を原料としたザドルロック型セラ逅ツクスを用いた．
この高炉水砕は製鉄所の溶鉱炉から溶鉄ｌトン当り０．
５トン発生ずるスラグを急冷して製造され、主にセメン
トの原籾や土壌改良材として使用されているものである
。高炉水砕は、多孔質のガラス質で次表に示すようにＣ
ａｂ，Ｓｉ○ｘ．Ａｌｚ○，が主成分であり、このほか
にＭｇＯ，ＦｅＯも含有している．このようにＣａＯが
主戒分であるので、前述の反表　高炉水砕の組戒（％） い． 第２図は、硝化モジュル８に酸素を供給する本発明の噴
流装置９の１実施例である．この噴流装置９は、硝化モ
ジュル８の入口に配置されており、その構或は、ノズル
２１，混合室２２，空気流通管よりなる．その作動は、
循環ボンプ５より送られて来た脱窒モジュル通過水をノ
ズル２１より噴射して得られるジェットを混合室２２に
吹き込み、その周辺に生しる真空によって空気流通［１
１０から空気を吸込み、それをジュントに伴って吐出口
２３から硝化モジェル８内に吐出ｔる。この時、吸込ん
だ空気中に含まれている酸素が硝化モジュル８に供給さ
れる．なお、循環ボンブ５は、水浄化装置１の前流に配
置しているので、エアがみすることなく正常に作動する
。また、循環流量は５ｌ／分以上が好ましい． また、第３図は、本発明の殺菌装置の１実施例である。

殺菌装置１ｌは、流水路３０とこの流水路３０の水中に
含まれる細菌や遊離塩素を除去する紫外線ランブ１２か
らなる．水は、流入口３１から流入し、紫外線ランブ１
２で殺菌されたり、遊離塩素を除去された後、流出口３
２から流出する．紫外線ランブ１２は、２５３．７ｎｍ
を中心波長とする紫外線を照射し、この波長をよく透過
させる石英もしくは紫ク｝線透過ガラス（例えば、低Ｆ
ｅｔｕｓ含有のケイ酸塩ガラス．ホウケイ酸低アルカリ
ガラスなど）で照射部が構威されている防水型で、紫外
線反射率が大なる内面を有する金属製容器３３にネジ体
３４を介して脱着自在に取り付けられている。一方、紫
外線ランブ１２の照射を受ける容器３３の中を水槽の水
がワンパスで通過する時間と、紮外線ランブ１２の紫外
線放射照度の積は１０〜１０’　７１　Ｗ３６ｃ／ｃ−
が最適であり、この容器は横太りよりも縦長がよい。

なお、この紫外線放射照度は、紫外線ランプ光源より１
ｍＭれた位直にＩＣ−の受光面を設けた場合の受光面に
おける放射照度である。

次に、鑑賞魚用水槽の水を循環する強制循環流路と、こ
の強制循環流路に設けられた鉱物質からなる水の脱窒モ
ジェル、硝化モジュルと紫外線ランプと、前記強制循環
流路に設けられた噴流装置のエゼクター効果による酸素
ガスの供給手段を備えた本発明の水殺菌浄化装置の効果
を判定した．実験に用いた鑑賞魚飼育用水槽は、１００
Ｎの内容積をもつアクリル樹脂製のもので、底部に２２
，５゜Ｃのテーバーをつけ、底部に集まった汚れを今部
水槽の外に取り出しやすくした。また、水槽の水温はヒ
ーター１３とザーモスタットで２７ｔｌ゜Ｃに保つよう
にした。さらに、水殺菌浄化装置ｌに用いた脱窒モジュ
ル−硝化モジュル８は、４Ｎの内容積をもつアクリル樹
脂の円筒形のもので中には前述の高炉水砕を原料とした
サドルロック型セラミソクスを嫌気性微生物群および好
気性微生物群の固定床に用いた。さらに、硝化七ジュル
８の入目には噴流装置９を設置し、そのエゼクター効果
により１１／分の空気を供給した．硝化モジュル８の鉱
物質６０表面に付着している好気性微生物は、前記の空
気中の酸素で水中のアンモニアと亜硝酸を完全に硝酸に
酸化分解することができる．また、脱窒モジュル７には
、硝化モジュル８で生収した硝酸と水槽の底部に集まっ
た有機物が、水槽の中で酸素が消費された水と共に入る
ので、鉱物質の表面に何着している嫌気性微生物が活発
に働き硝酸を完全に窒素と水に分解することができつぎ
に、硝化モジュルの後流に配置した紫外線フンプ１２の
照射を受ける容器内を水槽の水がワンバスで通過する時
間と紫外線放射照度の積は１０４μＷｓｅｅ／ｃｄとし
た． 上記の水殺菌浄化装置を第１図のように鑑賞魚用水槽の
水の強制循環流路に取りつけ、この水槽に大きさ約５Ｃ
１１の熱帯魚を１５尾入れ、強制ＶＩ１環ボンブ５で水
槽の水をＢｅ／分で循環させて飼育した時の水槽の水の
アンモニア，亜硝酸，硝酸などの濃度および細菌数，遊
離塩素濃度，ＰＨ，溶存酸素璽を測定した。その結果を
第４図．第５図．第６図，第７図に示す． 第４図は、本発明の脱室モジェルと硝化モジュルを使用
した場合と使用しない場合の水槽の水のＮ’　Ｈ　ａ　
，　Ｎ　Ｏ　＊　，　Ｎ　Ｏ　ｓ濃度を測定した結果で
ある．本発明の脱窒モジュルと硝化モジュルを使用する
とＮ　Ｈａ　，　Ｎ　Ｏｘは常に０．０１ＰＰＭ未満で
非常に少なく、また原水のＮ０，濃度９　ＰＰ）１と発
生するＮＱ３も分解されてしまうので非常に少なかった
。これに対して本発明の脱窒モジュル，硝化モジュルを
使用しないとＮＨ．は直線的に増加し、熱帯魚はすぐ死
んでしまった．また、ＮＯ，も原水の濃度９　ＰＩ”Ｍ
より滅少ずることはなかった。

つぎに、第５図．第６図は、本発明の紫外線ランプを使
用した場合（１）と使用しない場合（ＩＴ）の水槽の水
の菌数と遊離塩素濃度の測定結果である。本発明の紫外
線ランプを使用すると菌数は１０１個／　ｍ　ｌで非常
に少ないが、使用しないと１０’個／　ｍ　ｌでおどろ
くほど増加していた．さらに、魚に脊害な′ＩＩｉ離塙
素は、本発明の紫外線ランプを使用するとすぐＯになる
が、紫外線ランプを使用しないとなかなか減少しないこ
とがわかった． 第７図は、本発明の水殺菌浄化装［１を使用した場合の
水槽の水のＰＨと溶存酸素量を測定した結果である。水
槽の水のＰＨは、水の中のＮＨ．が分解すると前述の反
応式■によりＨ゛が生戊して酸性側に移行し、Ｎ　Ｉ−
｛　，の分解性能が低下するのが一般的であるが、本発
明の水殺菌浄化装置１はＣａＯを４３．３％も含有して
いる高炉水砕を原１４とする多孔質の鉱物質６を多く使
用しているのでＨ”が生成してもＰ　ｉ｛が酸性側に移
ることはなかった。また、本発明の噴流装置９による酸
素の供給手段を備えると水槽の中の溶存酸素量は、常に
７　ＰＰＰ１以上で飽和状態であり、従来のように水槽
の中に敗気管を入れて空気ポンプで常にエアレーシジン
をする必要がなくなった。

発明の効果 （１）前述のように本発明の水殺菌浄化装置は、水槽の
水を循環する強制循環流路に１２：物質からなる脱穿モ
ジスルと噴流装夏などによる酸素の供給手段を備えた硝
化モジュルと紫外線ランプを配置した横戒なので、魚の
代謝作用と食べ残しの餌の分解と排泄物などが原因で発
生するアンモニアは、酸素雰囲気の硝化モジスルで亜硝
酸から硝酸に完全に分解され、さらに硝酸は、嫌気性雰
囲気の脱窒モジュルで窒素と水に分解されてしまう。ま
た、魚に害のある細菌や遊離塩素は紫外線ランプで殺菌
されたり、分解されたりしてしまうので、水槽の水は常
にきれいで、水の入れ換えなしで、長期間魚を飼育ずる
ことができる． （２）ヨた、本発明の水殺菌浄化装置は、硝化モジュル
の前流に噴流装置のＪゼクター効果による酸素供給ｆ段
を備え硝化モジュルで使用される酸素景より多くの酸素
を供給することによって過剰の酸素が水槽の中にも入れ
ることができるので、従来のように水槽の中に散気管を
入れて空気ボングで常にエアレーションをする必要がな
くなった。

（３）　　さらに本発明の水殺菌浄化装圃は、水浄化モ
ジェルにＣａＯを多く含んだ高炉水砕のサドル型セラミ
ノクを使用しているので、Ｎ■，が分解Ｌ，て酸が生威
しても、Ｐ　Ｉ｛が酸性側に移ることがない。したがっ
て、従来のようにアルカリを加えて中和する必要がなく
な−，た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の水殺菌浄化装計を鑑賞魚飼
育用水槽に心用した断面図、第２図は同装置に用いる噴
流装置の拡大断面図、第３図は同装訛に用いる殺菌装置
の拡大断面図、第４図，第５図，第６図，第７図は同装
置の特性図ｅある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水槽の水を循環する強制循環流路と、この強制循
   環流路に設けられた鉱物質からなる水の浄化モジュルと
   紫外線ランプと、前記強制循環流路に設けられた気泡発
   生装置もしくは噴流装置による酸素の供給手段を備えた
   水殺菌浄化装置。
2. （２）鉱物質からなる脱窒モジュルを前流に、硝化モジ
   ュルを中流に、紫外線ランプを後流に配置した水強制循
   環流路を設け、硝化モジュルの前流に気泡発生装置もし
   くは噴流装置による酸素の供給手段を備えた請求項１記
   載の水殺菌浄化装置。
3. （３）鉱物質は、ＣａＯ、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３
   、ＭｇＯ、ＦｅＯが主成分である請求項１記載の水殺菌
   浄化装置。